Haftung durch Beinbehaarung Marienkäfern auf die Füße geschaut

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Osnabrück. An Wänden hochlaufen oder an Oberflächen kopfüber spazieren, das können viele Insekten. Kieler Wissenschaftler haben Marienkäfern ganz genau auf die Füße geguckt und herausgefunden, dass die ihre Haftfähigkeit vor allem ihrer Beinbehaarung zu verdanken haben.

„Jedes Käferbein ist mit vielen kleinen Haaren ausgestattet, die die beeindruckende Haftung an Oberflächen ermöglichen“, erklärt Jan Michels vom Zoologischen Institut der Christian-Albrechts-Universität: „Unsere Untersuchungsergebnisse zeigen, dass verschiedene Teile dieser Haare unterschiedliche Materialzusammensetzungen und -eigenschaften aufweisen. Während die Haarwurzeln relativ hart und steif sind, ist das Material in den Haarspitzen ziemlich weich und elastisch.“

Die Wissenschaftler vermuten, dass sich die Haarspitzen dadurch besser vorhandenen Unebenheiten anpassen können und dies zu einer verbesserten Haftung der Käfer an rauen Oberflächen führt. Herausgefunden haben das Michels und seine Kollegen, indem sie das Protein Resilin, das für die Weichheit und Flexibilität der Haarspitzen verantwortlich ist, visualisiert haben.

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Resilin kommt bei Insekten an vielen Stellen vor, an denen Flexibilität gefragt ist. Zum Beispiel in Flügeln, in Beingelenken und eben auch in den Hafthaaren von Marienkäfern. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Die Erweiterung des Wissens um die Tricks der Natur ist wichtige Grundlagenforschung für die Entwicklung und Verbesserung intelligenter Materialien.

So ist in Kiel im Labor von Professor Stanislav Gorb das sogenannte Gecko-Tape entstanden, das jetzt mit Hilfe der neuen Erkenntnisseoptimiert werden könnte. Die Materialzusammensetzung der Hafthaare der Marienkäfer ist allerdings so komplex, dass es zurzeit kein Material gibt, mit dem es möglich wäre, sie künstlich nachzubauen. „Die Natur ist uns in diesem Fall sozusagen einen Marienkäferschritt voraus“, so Jan Michels. Er hofft auf die Materialwissenschaftlerinnen und Materialwissenschaftler, die jetzt an der Reihe seien.


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